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CN109797914A - 一种屋顶光伏搭扣式无螺孔水槽无密封防水屋面结构 - Google Patents

一种屋顶光伏搭扣式无螺孔水槽无密封防水屋面结构 Download PDF

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Hangzhou Huawei Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及屋顶太阳能光伏发电领域。技术方案是：一种屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，包括阵列布置的若干光伏组件，其特征在于：该结构还包括相互平行且左右间隔一定距离地固定在屋顶檩条上的若干支承梁、与支承梁的头部套扣配合的纵向水槽、固定在屋顶檩条上且分别对纵向水槽左右两侧槽边进行支撑的边支架、固定在纵向水槽顶部的支承座、连接在支承座上用于托持光伏组件的支承板、固定在支承座上且对所述光伏组件的边沿进行夹压固定的压块、扣合在纵向水槽顶部的横向水槽定位条以及左右两端分别由该横向水槽定位条定位并由纵向水槽两侧槽边托持的横向水槽。该结构应当结构坚固、安全可靠、安装快速简便的特点，并且用料省、成本低。

Description

一种屋顶光伏搭扣式无螺孔水槽无密封防水屋面结构
技术领域
本发明涉及屋顶太阳能光伏发电领域，具体是一种屋顶光伏建筑一体化搭扣式无螺孔水槽、无密封胶(件)防水屋面结构。
背景技术
光伏建筑一体化是一种将光伏发电产品与建筑相结合或集成的技术。光伏建筑一体化有多种形式，其中使用晶硅普通光伏组件作为建筑屋面代替屋面瓦——特别是彩钢瓦，是光伏建筑一体化的形式之一。该种形式是屋面板(瓦)待更新的老旧屋面和待建建筑屋面很经济的选择方案，既建了光伏电站同时又完成了屋面的更新或封闭，所以目前，在工商业屋顶上已经得到了一定程度的应用，相较于使用专用的光伏瓦作为屋面瓦的方案，具有造价相对较低、维修方便和安装技术要求不高的优点。随着晶硅类组件及配套设备成本的降低，该种光伏建筑一体化形式会有很大的发展空间。
上述使用晶硅普通光伏组件的光伏建筑一体化屋顶电站，业界对结构形式、支架系统等进行了不少的探索，其中以纵、横向水槽加组件支架组成的结构应用占多数；这些方案均存在一定程度的不尽善之处，或强度不足(特别是抗风能力不足)，或过于复杂、安装难度大，或有漏水的风险等缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，该结构应当结构坚固、安全可靠、安装快速简便的特点，并且用料省、成本低。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，包括阵列布置的若干光伏组件，其特征在于：该结构还包括相互平行且左右间隔一定距离地固定在屋顶檩条上的若干支承梁、与支承梁的头部套扣配合的纵向水槽、固定在屋顶檩条上且分别对纵向水槽左右两侧槽边进行支撑的边支架、固定在纵向水槽顶部的支承座、连接在支承座上用于托持光伏组件的支承板、固定在支承座上且对所述光伏组件的边沿进行夹压固定的压块、扣合在纵向水槽顶部的横向水槽定位条以及左右两端分别由该横向水槽定位条定位并由纵向水槽两侧槽边托持的横向水槽。
所述支承梁的横截面为工字形，其头部为对角线竖直布置的矩形突楞；所述纵向水槽的横截面为W形，顶部是与所述矩形突楞包覆配合的搭扣；所述横向水槽定位条的左右两侧分别是上挑的折边，中部是与所述搭扣扣合配合的套扣。
所述的支承座由两条支腿组成夹持结构，两条支腿上分别设有螺栓孔和螺纹孔，并均设有T形卡槽，支腿下部有与纵向水槽头部相配合的夹口，支承座顶部设有螺纹孔。
所述支承板一端为与支承座的卡槽插接配合的凸耳；其余部位用于托持光伏组件。
所述压块包括中压块和边压块，边压块的底端呈凸头状，凸头穿卡在支承座一侧支腿的卡槽内，顶部设有螺栓孔。
所述横向水槽垂直于纵向水槽布置；横向水槽的左右两端部各设有一个开口，该开口与横向水槽定位条的折边穿套配合。
所述盖板的横截面呈π形状，且通过其往下伸展的卡脚插扣在相邻两组件之间的缝隙中。
所述支承座通过螺栓夹紧固定在纵向水槽的顶部。
所述光伏组件的前后边沿位于横向水槽内。
所述支承梁用自攻螺丝固定在檩条上。
本发明的优点和有益效果在于：
(1)本发明的所述纵向水槽横截面头部的搭扣和两侧的咬合结构，一是该结构实现纵向水槽无螺丝固定，只需把纵向水槽头部扣在支承梁上，两侧咬合在边支架上(需要时)，避免直接穿透纵向水槽以自攻螺丝固定在屋顶檩条上，防止自攻螺丝孔处可能出现的渗漏水现象；二是采用搭接方式接长，当需要接长时，仅需相邻二块纵向水槽一定长度的搭接即可，无需采取焊接、铆接、粘接等连接方式，简单、方便；三是实现快速安装。
(2)本发明的支承座的夹持结构安装快速方便，并可靠地夹持在支承梁上，可以提高光伏组件阵列屋面结构的抗风能力。
(3)本发明的支承梁起主要的承重作用，其截面结构有利于承载，减少材料的消耗。
(4)本发明的支承板结构简单，易安装、可靠，只需通过插、卡的动作便完成在支承座支腿上的安装；两侧的支承板相互独立，在光伏阵列区边界处，无光伏组件的一侧无需设置支承板。
(5)本发明结构坚固、安全可靠，并且用料省、成本低。
附图说明
图1是本发明的安装结构示意图(垂直于纵向水槽长度方向的剖视图)。
图2是图1中支承梁的放大结构示意图。
图3是图1中纵向水槽的放大结构示意图。
图4是图1中支承座的放大结构示意图。
图5是图4的左视状态示意图。
图6是图1中支承板的放大结构示意图。
图7是图6的俯视状态示意图。
图8是横向水槽俯视结构示意图。
图9是横向水槽左视结构示意图。
图10是横向水槽定位条截面示意图。
图11是图1中的中压块放大结构示意图。
图12是图1中边压块的放大结构示意图。
图13是图12中的A向结构示意图。
图14是图1中盖板的放大结构示意图。
图15是图1中边支架的放大结构示意图。
图16是光伏组件的主视结构示意图(横截面结构图)。
图17是图16中光伏组件的框条横截面结构示意图。
图18是相邻光伏组件与横向水槽的位置关系示意图(图1的左视方向)。
图19是纵向水槽、横向水槽以及光伏组件的相互位置关系示意图(图1的俯视方向；图中的光伏组件用虚线表示)。
图中：1-檩条，2-左边支架，3-纵向水槽，4-横向水槽，5-光伏组件，6-中压块，7-盖板，8-螺栓，9-支承座，10-螺栓，11-横向水槽定位条，12-边压块，13-右边支架，14-支承梁，15-支承板。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
图1所示的防水屋面结构安装示意图，为垂直于纵向水槽长度方向的剖视图；图中：左边支架2、右边支架13以及若干支承梁14按光伏组件5阵列设计的位置，由自攻螺丝固定在屋顶檩条1上。所述支承梁的横截面为工字形，头部为矩形突楞(矩形突楞的对角线竖直布置)；若干支承梁左右间隔一定距离固定；所述一定距离根据光伏组件的长度(即光伏组件在图1中的左右方向的长度决定)。纵向水槽3垂直于檩条1的方向布置，其横截面为W形，顶部是与所述矩形突楞相适合的搭扣，该搭扣与支承梁14的矩形突楞包覆配合；纵向水槽的两侧分别与左边支架2、右边支架13咬合配合。
所述纵向水槽搭扣的外部同时套扣着横向水槽定位条以及支承座。由图19(为图面清晰，图中省略搭扣、支承梁、支承座、中压块及盖板)可见：纵向水槽在屋面上呈直线状排列布置(沿屋顶排水方向设置)，两个横向水槽4定位条间隔若干距离(即图19中的上下方向距离；该距离由光伏组件的宽度决定)地扣合在纵向水槽的搭扣上，两个支承座则位于两个横向水槽定位条之间且其下部的夹口也扣合固定在所述搭扣上；阵列布置的光伏组件中，每个光伏组件的一端(左端或右端)分别由一一固定在两个支承座上的两个支承板托持。
所述横向水槽定位条11的左右两侧分别是上挑的折边，中部是与所述搭扣包覆配合的套扣。横向水槽定位条的套扣包覆扣合在纵向水槽顶部的搭扣上，使得横向水槽定位条得以固定。
所述支承座9由两条支腿组成夹持结构，两条支腿上分别设有螺栓孔和螺纹孔，并均设有T形卡槽，支腿下部有与所述搭扣相配合的夹口，支承座顶部设有螺纹孔；支承座包覆扣合在纵向水槽的搭扣上，并由夹持螺栓10拧紧。
所述支承板15的一端为与支承座的卡槽插接配合的凸耳(其余部位用于托持光伏组件)，所述凸耳卡挂在支承座9的T形卡槽内，使得支承板的其余部位保持水平状态，以利于托持横向水槽。
横向水槽4垂直于纵向水槽3布置，两端的开口套入横向水槽定位条11上挑的折边；光伏组件5与纵向水槽3方向平行的边搁在支承板15上，与纵向水槽3方向垂直的边放入横向水槽4的槽内；显然，相邻两个横向水槽的距离，应与光伏组件的宽度(即光伏组件垂直于图1纸面的尺寸)相适合。
所述压块包括中压块与边压块，中压块6通过螺栓8固定在支承座9上并且其两端部抵压在两侧的两个光伏组件的边沿；边压块12用在光伏阵列区边界处的支承座上方；边压块的底部端呈凸头状，凸头穿卡在支承座一侧支腿的T形卡槽内(因处于光伏阵列区边界，该处另一侧支腿T形卡槽没有插接配合的支承板)；边压块上端压在光伏组件5的边沿，并由螺栓8通过顶部的螺栓孔拧紧固定。盖板7的横截面呈π形状，并且通过其往下伸展的卡脚插扣在相邻两组件之间的缝隙中(与其它零件干涉的卡脚部分需要切除)，上部盖在两侧的两个光伏组件5的边缘。
所述光伏组件(外购件)如图16所示，由光伏板5-1以及镶嵌在光伏板四周的框条5-2(型材)组成。安装完成后(参见图19)，光伏组件的相互平行的两条边沿位于纵向水槽上方，且其投影在纵向水槽内，另外两条边沿则位于横向水槽内，横向水槽的两个出口也位于纵向水槽上方，且其投影在纵向水槽内，从而构成了完整的雨水流通系统。
本发明实现防水排水的过程：屋面的雨水量较大时，大多数雨水经光伏组件5表面流淌排除，少量经相邻光伏组件5之间的缝隙流入的雨水全部汇集到纵向水槽3或横向水槽4之中，横向水槽4中的雨水由其两端排入纵向水槽3内，纵向水槽3内的雨水最终排除至天沟内或排除到檐外，从而实现屋面防水排水的目的。

Claims (10)

1.一种屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，包括阵列布置的若干光伏组件(5)，其特征在于：该结构还包括相互平行且左右间隔一定距离地固定在屋顶檩条上的若干支承梁(14)、与支承梁的头部套扣配合的纵向水槽(3)、固定在屋顶檩条上且分别对纵向水槽左右两侧槽边进行支撑的边支架(2,13)、固定在纵向水槽顶部的支承座(9)、连接在支承座上用于托持光伏组件的支承板(15)、固定在支承座上且对所述光伏组件的边沿进行夹压固定的压块、扣合在纵向水槽顶部的横向水槽定位条(11)以及左右两端分别通过横向水槽定位条定位并由纵向水槽两侧槽边托持的横向水槽(4)。
2.根据权利要求1所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述支承梁的横截面为工字形，其头部为对角线竖直布置的矩形突楞；所述纵向水槽的横截面为W形，顶部是与所述矩形突楞包覆配合的搭扣；所述横向水槽定位条的左右两侧分别是上挑的折边，中部是与所述搭扣扣合配合的套扣。
3.根据权利要求2所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述的支承座由两条支腿组成夹持结构，两条支腿上分别设有螺栓孔和螺纹孔，并均设有T形卡槽，支腿下部有与纵向水槽头部相配合的夹口，支承座顶部设有螺纹孔。
4.根据权利要求3所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述支承板一端为与支承座的卡槽插接配合的凸耳；其余部位用于托持光伏组件。
5.根据权利要求4所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述压块包括中压块(6)和边压块(12)，边压块的底端呈凸头状，凸头穿卡在支承座一侧支腿的卡槽内，顶部设有螺栓孔。
6.根据权利要求5所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述横向水槽垂直于纵向水槽布置；横向水槽的左右两端部各设有一个开口，该开口与横向水槽定位条的折边穿套配合。
7.根据权利要求6所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述盖板的横截面呈π形状，且通过其往下伸展的卡脚插扣在相邻两组件之间的缝隙中。
8.根据权利要求7所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述支承座通过螺栓夹紧固定在纵向水槽的顶部。
9.根据权利要求8所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述光伏组件的前后边沿位于横向水槽内。
10.根据权利要求9所述的屋顶光伏建筑一体化防水屋面结构，其特征在于：所述支承梁用自攻螺丝固定在檩条上。
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